Wat is draadloos opladen en hoe werkt het?

Draadloos opladen, zoals de Qi-oplaadtechnologie die veel Android-telefoons gebruiken, is geen nieuwe technologie. Mijn Panasonic elektrische scheerapparaat gebruikte het vele jaren geleden en de meesten van ons hebben tandenborstels gezien die draadloos opladen in een wieg. En natuurlijk mogen we Palm niet vergeten en de manier waarop het draadloos opladen naar de massa bracht met de Touchstone. Nu de beperkingen op het gebied van grootte, kosten en efficiëntie een beetje zijn afgenomen, is draadloos opladen in iets als je Android-telefoon of horloge logischer.

We krijgen meer dan een paar vragen over draadloos opladen en hoe het werkt, dus laten we een paar minuten de tijd nemen om de basisprincipes te bespreken; wat het is, hoe het werkt en waarom je het zou willen in je volgende Android-aankoop.

Meer: de beste draadloze oplaadpads voor Galaxy S8

Wat is draadloos opladen?

Draadloos opladen is geen magie - je hebt nog steeds een draad nodig. Het verschil is dat de draad is aangesloten op een oplaadstation in plaats van op je telefoon, dus je kunt je Android gewoon op de lader laten vallen en dingen gaan werken zonder iets aan je telefoon aan te sluiten. De oplaadbasis kan bijna elke vorm en grootte hebben en kan zelfs in iets als uw autodashboard of de voet van een lamp van IKEA zijn. Zolang je de juiste plek aan de achterkant van je Android op de juiste plek aan de basis van de lader kunt krijgen, werkt het.

Een goed voorbeeld is een draadloos oplaadstation op uw bureau op het werk. Wanneer u uw telefoon niet gebruikt, stelt u deze in op de oplader. Wanneer u uw telefoon moet gebruiken, pak deze dan op en hij wordt opgeladen. Draadloos opladen is niet zo snel als Snel opladen, maar het is eenvoudig en iets dat je waarschijnlijk vaker zult gebruiken om je telefoon de hele dag vol te houden (in ons voorbeeld). Dat is waar draadloos opladen schijnt - gebruiksgemak.

Hoe werkt draadloos opladen?

Draadloos opladen maakt gebruik van twee resonerende inductieve koppelingen om signalen met laag vermogen tussen twee apparaten te verzenden. Deze zijn speciaal ontworpen om elektriciteit over te dragen zonder elkaar aan te raken, zoals een normale bekabelde verbinding doet. Het basisstation, dat via zijn eigen stroomvoorziening op de muur is aangesloten, heeft een zendspoel en uw telefoon heeft een ontvangstspoel. Het basisstation zendt regelmatig een signaal uit en wanneer een ontvangerspoel dichtbij genoeg komt, vindt er een resonantiewijziging (het basisstation verandert de amplitude van zijn oscillatie - het trilt sneller) in het signaal. De golfvorm van het signaal wordt vervolgens gemoduleerd (gewijzigd om de spoel in de telefoon te laten weten dat er stroom wordt verzonden) en het inductieve opladen begint.

Draadloos opladen gebruikt dezelfde elektrische theorie als een generator: mechanische energie creëert elektrische energie.

Inductief laden maakt gebruik van die twee speciaal ontworpen elektromagnetische spoelen om een ​​magnetisch veld tussen twee apparaten te creëren. Er is een ingewikkeld proces bij betrokken waarmee een magnetisch veld elektriciteit kan produceren door het verschil in potentiaal en oscillatie. Oscillatie is een getimede repetitieve variatie, en in het geval van een elektromagnetische spoel kun je het zien als vibratie.

De spoel in uw Android-apparaat is ook verbonden met het batterijlaadcircuit en uw batterij wordt opgeladen met behulp van de energie die wordt opgewekt door het magnetische veld.

Elektromagnetische inductie is echt cool, en de basis is dat als je een elektrisch geleidend materiaal verplaatst, zoals een spoel of wikkeling, je in aanwezigheid van een magnetisch veld elektronen laat stromen. Dingen zoals een door gas aangedreven generator "creëren" ook elektriciteit door mechanische energie te gebruiken om EMF (elektromotorische kracht) te creëren. Elektromagnetische inductie wordt ook gebruikt in transformatoren en stroommeetapparatuur.

Draadloos opladen is niet erg efficiënt, maar het wordt steeds beter met elke iteratie van de standaard.

Overmatige warmte wordt ook gecreëerd, en dat is een deel van de reden waarom draadloos opladen niet de meest efficiënte manier is om stroom van de muur naar uw batterij over te dragen. Dit is ook de reden waarom het langer duurt om uw telefoon op te laden via een Qi-pad dan wanneer deze op een stopcontact wordt aangesloten. Terwijl nieuwe methoden en materialen hogere frequenties en dunnere spoelen gebruiken dan eerdere iteraties, is draadloos opladen nog steeds minder efficiënt en duurder dan standaard opladen via een draad. Het zal zo blijven in de nabije toekomst.

Versimpelen:

• Je Android en de lader hebben elk speciale elektrische spoelen erin.
• Wanneer de twee spoelen dicht genoeg in de buurt komen, gebruiken ze magnetisme om kleine trillingen (trillingen) in de spoel te creëren en een EMF wordt door de spoel in uw telefoon gecreëerd.
• Deze EMF stuurt een kleine hoeveelheid stroom door het laadcircuit in uw telefoon en laadt de batterij op.
• Het kost meer en het duurt langer om op te laden dan wanneer je je telefoon hebt aangesloten, en het creëert meer warmte omdat dit minder efficiënt is dan het aansluiten van kabels op de traditionele manier.
• De inductiewet van Faraday is geweldig en de vergelijking tussen Maxwell en Faraday is als wiskundige chocolade: zoet en decadent. Draadloos opladen is ook behoorlijk geweldig als je het ook gebruikt.

Een woord over Powermat

Qi is niet de enige standaard voor draadloos opladen. Andere standaarden zoals Powermat worden gebruikt om oplossingen voor draadloos opladen te bouwen. Deze gebruiken een andere standaard dan Qi, maar de wetenschap achter hen is allemaal hetzelfde. Powermat werkt samen met bedrijven zoals AT&T en Starbucks om basisstations op openbare plaatsen te bieden en met een speciaal hoesje of oplaadblok dat aan uw telefoon is bevestigd, kunt u draadloos opladen. Ze werken ook samen met General Motors en werken aan ingebouwde draadloze oplaadstations in voertuigen.

Powermat doet echt een aantal geweldige dingen (hoe dan ook geweldig als je een elektrotechnisch ingenieur bent) en sommigen beweren dat het de betere standaard is. In ieder geval komt Qi vaker voor.

Hoewel dezelfde elektrische basistheorie van toepassing is op zowel Powermat als Qi, betekenen de verschillende normen dat ze niet compatibel zijn. Uw voor Qi geschikte telefoon wordt niet opgeladen op een Powermat-basisstation omdat de verzonden en ontvangen signalen anders zijn. Als u Powermat-apparatuur heeft, moet u er zeker van zijn dat u meer Powermat-apparatuur koopt om alles werkend te krijgen.

Er zijn uitzonderingen, zoals Samsung Galaxy-telefoons, die zowel Qi- als Powermat-normen bevatten.

Waarom wil ik draadloos opladen in mijn volgende telefoon?

Nu we een algemeen geaccepteerde standaard hebben - we hebben het hier over de Qi-standaard - moeten we onthouden dat elke Qi-oplader werkt met elk apparaat dat Qi-gecertificeerd is. Dat betekent dat de lader die je koopt, of het nu een $ 6 Chinees merkloos apparaat van Amazon of een naammerk zoals Samsung of Zens is, werkt met het apparaat dat je nu hebt en alle apparaten die je in de toekomst koopt.

Je gebruikt geen draadloos opladen omdat het "beter" is. Je gebruikt het omdat het handiger is. Veel meer.

Koppel dit aan de gemaksfactor - en totdat je een paar Qi-opladers hebt gekocht en op de plaatsen plaatst waar je waarschijnlijk je telefoon instelt, begrijp je niet echt hoe handig het is. Je hebt misschien een Qi-oplader aan je bureau, op de tafel in de woonkamer, een in je auto en een op je nachtkastje. Uw Galaxy S8 zal bijna nooit minder dan 50% opladen. Niet omdat de levensduur van de batterij op de Galaxy S8 geweldig is, of omdat Qi-opladers "beter" werken, maar omdat wanneer hij niet in de hand is, hij wordt opgeladen.

Natuurlijk zijn er de initiële kosten van het kopen van de oplaadstations, maar ze zijn behoorlijk goedkoop - ongeveer dezelfde kosten als een goede muurwrat en USB-kabel. Naarmate meer draagbare apparaten en smartphones naar de Qi-standaard gaan, zullen meer en meer apparaten kunnen profiteren van de opladers.

Draadloos opladen zorgt ervoor dat uw telefoon niet anders werkt, maar het kan de manier waarop u hem gebruikt veranderen.

Update september 2017: verduidelijkte een deel van de elektrische theorie en zorgde ervoor dat de nieuwste versies van de Qi-standaard waren vertegenwoordigd.